近日，国网江苏省电力有限公司建设部在南京组织召开架空输电线路三维正向设计可行性鉴定会，会上由中国电力企业联合会、华东电力设计院等相关单位10位专家组成的鉴定委员会一致认为，架空输电线路三维正向设计技术攻关成果，在三维设计应用领域形成突破，将有效推动设计质量全面提升，高效服务设计管理，同时创造数字价值，技术成果具备在江苏地区推广的可行性。

  目前，三维正向设计已成为设计数字化发展的必然趋势，国内外个别行业已取得不少应用成果，但电网工程三维设计关键技术仍未有突破、全面应用陷入瓶颈。2023年2月以来，国网江苏经研院组织攻关团队，依托实际工程开展线路三维正向设计问题攻关与工程实践，取得了一系列重要突破。

  打通三维设计软件数据交互壁垒

  在传统设计模式下，架空输电线路的电气计算、杆塔计算、基础计算等均由各自专业软件独立完成，不同专业之间数据交互量较少。在三维正向设计模式下，不同专业之间的数据交互需要依托三维设计平台来完成，且数据交互量较多，格式差异较大，不同专业软件之间数据交互存在巨大障碍，导致三维设计的效率较为低下。

  对此，经研院攻关团队牵头架空输电线路基础、杆塔放样、结构设计等专业的主流软件厂家，制定计算模型的互通接口文件，并编制了《基础三维信息模型表达与交换技术约定》《杆塔结构三维信息模型表达与交换技术约定》等标准，使得各专业计算数据实现互通，完全兼容主流三维设计软件平台。

  “目前，我们已实现国内主流三维设计软件之间基础计算、杆塔放样模型、杆塔计算等不同专业数据交互，平均每个三维设计工程可让设计人员的设计交互时间缩短3倍以上。”经研院三维正向设计攻关团队成员南开辉介绍。

  大幅提升编制三维设计模型建模效率

  除了数据交互的问题，在传统设计模式下，各设计院会遵循国家电网通用设计完成主要设计工作。而在三维设计阶段，由于三维设计模型库缺失，设计人员需花费大量时间进行三维建模，导致整体三维设计工作效率低下。

  为了解决模型库的问题，经研院攻关团队以国网发布的最新典设模型库为蓝本，结合江苏地区工程特点筛选、补充和完善，建立了一套适用于江苏地区的典型模型库，包括导地线106种、光缆31种、导线绝缘子串61种、地线绝缘子串22种、光缆附件105种，大大降低了后续开展三维设计的难度。

  实现三维正向设计“一键出图”

  目前架空输电线路工程主要沿用传统设计，由于三维设计仅做到初步设计深度，主要依靠二维设计完成施工图出图，从而导致二维设计与三维设计并行“两张皮”现象。而三维正向设计则是直接在高精度地理信息环境中创建工程三维模型，并完成包括路径选线、杆塔排位、通道清理、空间校验等在内所有设计工作。相对传统设计方法，三维正向设计具有设计可视化、方案论证精确化、设计流程协同化、建设环节数字化等优势。

  施工图出图是工程施工前的最后一个阶段，对工程的建造尤为关键。在2023年以前，国内主流三维设计软件平台在施工图出图功能上有较大缺陷，施工图正向出图困难。为了解决这个棘手的问题，经研院依托南通腰沙~兰房220千伏线路工程和南通腰沙~国信东凌风电220千伏线路工程，通过软件自主研发，让设计人员建立好工程三维模型之后即可让软件自动生成图纸，实现了架空输电线路三维设计的“一键出图”。

  “除了让三维模型直接生成施工图，我们还通过贯通三维数字化设计成果数据与工程造价数据，探索实现了工程三维设计的造价自动输出，解决了国内工程造价软件重复建模、效率低下等问题。”南开辉介绍。

  解决三维设计成果转化应用难题

  输电线路三维设计模型（GIM模型）是三维正向设计的最终成果之一，但是以往的GIM模型精度较低，无法满足施工图交底及运维的需求。

  2022年下半年，经研院攻关团队依托南通通海500千伏线路工程，在“江苏南通通海-扶海500kV输电线路工程”第一次成功应用了基于输电线路GIM模型的无人机巡检航迹规划技术，实现三维设计GIM模型数据能够在三维GIS平台进行读取识别，这也是国内GIM模型数据服务运维应用的第一次成功尝试。

  此外，2023年6月至7月，经研院攻关团队还联合泰州公司，依托泰州白杨变配套220千伏线路工程作为试点移交工程，完成GIM模型运维端解析工作，实现输电线路数字化成果移交泰州智能运检中心，解决了架空输电线路三维设计成果移交生产运维无法贯通问题，为后续GIM模型全面支撑江苏输电线路智慧运维应用奠定了基础。

  “我们接下来的目标是扩大三维正向设计的试点工程，进一步优化三维施工图‘一键出图’的质量和效率，实现架空输电线路数字化高效化设计。”南开辉说。（肖人杰 张楠 孔欣悦）